Impressió 3D: una de les tecnologies nanufacturing més revolucionàries del segle XXI

Quan vas sentir per primera vegada les paraules "Impressió 3D", t'imaginava una tecnologia super futurista que apareix sovint en pel·lícules de ciència-ficció? No obstant això, ho creguis o no, la impressió 3D ha existit durant gairebé 40 anys.

La impressió tridimensional (3D) és un procés de fabricació additiva que crea un objecte físic a partir d'un disseny digital. El procés funciona col·lant capes primes de material en forma de plàstic líquid o en pols, metall o ciment, i després fusionant les capes.

Aquí hi ha una línia de temps ràpida d'impressió 3D des de la dècada de 1940 fins a l'actualitat.

Anys 40: Concepte

De fet, la impressió 3D ha existit en concepte des de 1945 - Murray Leinster va explicar el terme en el seu conte de 1945 Things Pass By, "Però aquest constructor és alhora eficient i flexible. Alimento els plàstics magnetrònics -les coses que fan cases i vaixells d'avui dia- en aquest braç en moviment. Fa dibuixos a l'aire seguint dibuixos que escaneja amb foto-cel·les. Però el plàstic surt del final del braç de dibuix i s'endureix a mesura que ve ... només seguint dibuixos".

Anys 80: Naixement

Les primeres iteracions documentades d'impressió 3D es remunten a principis de la dècada de 1980 al Japó. El 1981, hideo Kodama, de l'Institut Municipal d'Investigació Industrial de Nagoya, va publicar detalls sobre una tècnica de "prototipatge ràpid". Aquesta investigació va ser la primera peça de la literatura que va descriure l'enfocament capa per capa tan intrínsec a la impressió 3D. La seva investigació va consistir a imprimir fotopolímers utilitzant un mètode que precedia l'estereolitografia, i també va parlar de llesques transversals de capes que es col·loquen unes sobre les altres per formar l'objecte 3D. Kodama no va complir la sol·licitud de patent abans de la seva data límit i mai se li va concedir la patent.

Uns anys més tard, un trio d'enginyers francesos Alain Le Méhauté, Olivier de Witte i Jean Claude Andréwas buscaven crear una màquina de prototipatge ràpid. En lloc de resina, van tractar de crear un sistema que curés monòmers líquids en sòlids mitjançant l'ús d'un làser. Van presentar una patent per al procés d'estereolitografia, però van ser abandonats per falta de perspectiva empresarial.

Chuck Hull va construir la primera impressora 3D. Va presentar la primera patent d'estereolitografia (SLA) el 1986, va fundar la 3D Systems Corporation i el 1988, va llançar el SLA-1, el seu primer producte comercial. Aquesta màquina va permetre fabricar peces complexes, capa per capa, en una fracció del temps que normalment trigaria. Hull va presentar més de 60 patents al voltant de la tecnologia, convertint-se en el padrí del moviment de prototipatge ràpid i inventant el format d'arxiu STL que encara s'utilitza avui en dia.

SLA no va ser l'únic procés de fabricació additiva que s'està explorant durant aquest temps. El 1988, a la Universitat de Texas, Carl Deckard va portar una patent per a la tecnologia SLS, una altra tècnica d'impressió 3D en la qual els grans de pols es fusionen localment mitjançant un làser. Mentrestant, el Modelatge de Deposició Fosa (FDM) també va ser patentat per Scott Crump. El mètode consistia a fondre un filament polimèric i dipositar-lo en un substrat, capa per capa, per crear un objecte 3D.

Anys 1990-2000: Creixement

En la dècada de 1990, moltes empreses i startups van començar a aparèixer i experimentar amb les diferents tecnologies de fabricació additiva. Durant aquest temps, les màquines eren molt diferents de les que utilitzem ara. Eren difícils d'utilitzar, cars, i moltes de les impressions finals requerien molt postprocessament.

Adrian Bowyer, professor titular d'enginyeria mecànica a la Universitat de Bath al Regne Unit, va fundar el projecte RepRap. Es tractava d'un projecte de codi obert que tenia com a objectiu construir una impressora 3D que pogués imprimir la majoria de les seves pròpies peces. La idea darrere d'ella era democratitzar la impressió 3D posant la tecnologia a disposició de persones de tot el món.

El 2009 va ser l'any en què les patents FDM van caure en domini públic, obrint el camí a una àmplia onada d'innovació en les impressores FDM 3D, una caiguda del preu de les impressores 3D d'escriptori i, en conseqüència, atès que la tecnologia era més accessible, una major visibilitat.

Impressió 3D ara: Prime

Avui en dia, els preus de les impressores 3D van començar a disminuir, fent-les a disposició del públic en general. Juntament amb la reducció dels preus, la qualitat i la facilitat d'impressió també van augmentar.

La impressió 3D s'utilitza en una varietat de camps. Científics de la Universitat de Southampton van volar el primer avió no tripulat imprès en 3D del món; els fabricants d'un cotxe imprès en 3D van arribar fins als 200 mpg amb un motor híbrid de gas / elèctric; i una start-up especialitzada en la construcció d'estructures de vida ecològiques va crear un hàbitat fet per robots adequat per viure a Mart.

Els avenços en la impressió 3D s'estan produint més ràpid que mai. Té un gran impacte i un gran potencial que està canviant la nostra vida.